建立科學的過程工程原理實驗課程成績評定機制

[摘 要]過程工程原理實驗課程作為高校工程類學生的基礎實驗課程，是化工及其相關專業的大學生必修的主干課程，只有建立和完善多元素考核方式，才能科學和客觀地評價教與學的效果，根據工程類實驗課程的特點，從實驗預習、實驗操作、實驗報告、實驗考試、實驗拓展等多方面建立綜合的實驗成績評定機制。

[關鍵詞]實驗課程 成績評定

[中圖分類號] G642.423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）09-0058-02

一、引言

高校實驗室是培養學生創新能力和實踐能力的重要場所，是推進“科教興國”戰略的重要載體。[1]過程工程原理實驗是一門以化工單元操作過程原理和設備為主要內容、以處理工程問題的實驗研究方法為特色的實踐性課程。它在培養學生的工程能力，創新思維和創新能力方面起著重要的作用。完整的實驗教學體系除了要具備高質量的實驗教材、實驗設備等硬件條件以外，還要有優秀的教學方法和科學的成績評定機制等軟件體系，而能否準確、客觀地評定學生的課程成績，是衡量學生學習狀況和教師教學水平的具體表現。

眾所知周，實驗是一門實踐科學，實踐是檢驗真理的唯一標準，單憑期末考試卷面成績一錘定音的方法來確定學生課程成績，這顯然是不科學的。為此，我們從實驗預習、實驗操作、實驗報告、實驗考核、實驗拓展等多方面加權，從而準確合理地評定學生的實驗課程成績。

二、實驗預習

通過本課程的學習，應使學生掌握應用化工原理和有關先修課程的所學知識，具備正確地處理工程問題的綜合能力，培養學生實事求是、嚴肅認真的工作態度和團結協作的工作作風。目前，我國高校由于不斷擴招，致使學生數量眾多，而實驗課程的特殊性又決定它了不能像理論課那樣實施大班教學。于是實驗課程教學效果與教學人數之間產生極大的矛盾，而解決該矛盾的有效方法之一就是實驗預習。

預習是提高實驗教學過程效率的重要手段。實驗開始前要求每位學生了解該實驗的目的、原理、方法等，學生首先閱讀實驗指導書以及所需掌握的實驗基礎，隨后分組到實驗室參觀實際實驗裝置，再通過上機操作相關實驗仿真軟件。如此預習三部曲的方法，讓學生從多方面了解本實驗的原理及其方法，包括待測定數據和測定方法等。教師在開始實驗操作之前以提問的方式和同學一起討論實驗的內容，如此創造了一種自由提問，相互討論、教師釋疑的良好的學習氛圍。實際上教師提問的內容并不只局限于“實驗課內知識”，也有“課外知識的提問”[2]，比如吸收實驗用到的介質是氨，通過氨的特殊性質了解其廣泛的用途等。學生通過預習對下一環節即實驗操作真正做到“心中有數”，教師根據學生在預習過程中的表現確定實驗預習的成績。

三、實驗操作

該過程是實驗課程的最重要的組成部分，主要是考核學生對實驗的理解、動手能力、團隊合作能力等，它可以從一個側面折射出其敬業精神。每個過程工程原理實驗就是一個化工單元操作，實驗設備龐大且過程復雜，需要學生2-3人一組合作完成實驗過程。為了讓小組內的每位學生都能有操作的機會，我們既強調分工協作的團隊精神又倡導獨立思考，允許實驗結果的差異，不刻意要求各組實驗數據的一致。實驗小組成員可以分操作、觀察、記錄等崗位，要求實驗過程操作正確，對所謂的“異常”現象能夠及時發現并作出合理解釋且能采取正確措施的學生，以及對實驗過程提出建設性意見的學生，該項考核分數自然較高。

目前國內高校的工程實驗裝置傾向于“高大全”，新建的實驗設備愈來愈龐大，愈來愈自動化，實驗中需要學生動手操作的部件愈來愈少，更有甚者，學生只需坐在電腦前點擊鼠標就能輕松完成整個實驗。這樣”全自動型”的實驗裝置使得在實驗過程中幾乎不需要學生操作設備，于是在實驗室里看微信、玩游戲、聊QQ的大有人在，以至于實驗全部結束了，有的學生對實驗設備的具體結構組成、記錄的數據以及記錄這些數據的目的還不清楚，這顯然違背了實驗類課程設置的初衷。這樣的實驗過程對于學生實驗動手能力的訓練是沒有益處的。

化工單元操作實驗裝置一般屬于固定化設備，其規模較大且結構比較復雜，為提高其可操作性，我們使用的實驗裝置多具有同臺設備上可以進行多項相關實驗內容的切換，實驗設備少自控多手動或兼有自動和手動功能，這樣，在實驗過程中學生有更多的參與機會，只有積極的參與才能有更大的收獲。

四、實驗報告

編寫實驗報告是實驗課程的最后環節，也是學生綜合訓練的重要環節。實驗報告要求學生將測得的數據、觀察到的現象、計算結果和分析結論等用科學和工程的語言表達出來，通過實驗報告培養學生今后從事科學研究的重要基本技能之一——科技論文的寫作能力。[3]因此，應該要求每個學生能夠獨立提交完整的實驗報告。

國內大學大多把實驗報告作為普通課程作業對待，并且學生大多套用固定的實驗報告模板完成實驗報告，撰寫實驗報告的過程實際上只是實驗數據的計算過程，于是眾多的實驗報告除了實驗數據之外其他都是千篇一律。這樣的過程自然無法達到讓學生以此作為今后科研論文寫作基礎訓練的目的。這方面也是國內實驗教學過程與國際一流大學實驗教學存在的較大差異之一。相對于國內高校，國外著名高校實驗課程尤其重視學生實驗報告的質量。例如美國威斯康辛大學麥迪遜分校的實驗課程不僅要求學生獨立完成各自的實驗報告，而且要求做出實驗報告的PPT，實驗課程獨立答辯，接受教師和學生的提問，由此給出實驗課程成績。校方實際上是將實驗報告作為學生完成實驗課程學習的成果，甚至將實驗報告的優劣作為學生將來被應聘單位確認的個人素質里最重要的元素之一，這足見其對實驗報告的重視程度。

實驗報告是實驗過程的重要組成部分。[4]實驗教學的重要內容之一就是必須對實驗報告提出具體的、實質性的要求，強調注重實驗過程分析和實驗結果的討論。實驗報告應從多方面進行評價：如報告結構是否完整，條理是否清晰，圖表是否規范，我們要求學生按照科技論文中的圖表格式去做，實驗裝置流程和數據處理的作圖需采用合理的計算機圖形處理軟件，如MATLAB、Origin、AutoCAD等，這也是學生今后從事科研或設計工作所必備的技能；數據處理過程是否正確，要求學生用一組數據做出計算示例，寫出數據處理過程，從中可看出學生是否理解實驗、理論知識是否扎實；實驗結果分析和討論是實驗報告的重點部分，這既是學生理論水平的具體表現，也是對實驗方法和結果的綜合分析研究；最后要求學生根據實驗結果用科學的語言概括出實驗的結論，并對其進行合理性分析。

五、實驗考試

由于國內高校招生規模不斷擴大，實驗課程的學生人數眾多，目前評定實驗成績少不了筆試，而且考試是成績量化的公平評價手段之一。但實驗課程畢竟不同于理論課程，在條件允許的情況下還是應采用多樣化的實驗考試方式更科學。[5]

實驗考試的內容應該有別于理論課程，側重于實驗過程與實驗結果的分析，應避免單純的計算類型考題，否則實驗課程就會由原本是以培養實踐動手能力和提高分析能力為目的的課程，退變成為考核學生公式記憶能力的課程，這顯然是與實驗課程設置的目的背道而馳。本實驗課程考前就對學生明確，實驗考題中沒有需要通過記公式完成的計算題，主要是針對實驗結果的影響分析以及在原實驗基礎上拓展能力的考核。只有將考題與實驗的過程有機結合才能有效地考核學生對實驗的認知程度。

六、實驗拓展

通過學習世界一流大學的實驗課程的教學方式[6]，我們開設了探究性實驗項目，這類實驗基本上只有實驗組件和分析儀器，學生可以自己擬定實驗題目，組建實驗裝置，測定實驗數據，完成實驗報告，這樣的實驗過程對教師教學能力提出了更高的要求，給學生更廣闊的鍛煉空間，培養了學生自主創新的能力。為鼓勵更多的學生參與探究性實驗，我們給予實驗成績附加分，該項實驗成績優異的學生甚至可以給予實驗免期末考試。

七、結語

實驗課程不同于理論課程，學生成績的量化涉及多個方面，且各方面對最終成績的權值也應該是不同的，實驗教學的最終目的是使學生更好地掌握理論知識并能靈活地運用，為學生今后走向社會培養動手能力和獨立解決問題的能力。合理的多方面細化考核并采取多重性的評定模式，能全面反映學生學習情況和實驗技能[7]，對于勤于思考，動手能力強，勇于探索創新的學生來說，應鼓勵其對實驗內容進行更深層次的探討。只有科學合理地量化學生實驗課程的成績，才能更好地調動學生學習實驗課程的積極性，培養學生正確的學習理念，鼓勵學生的創新意識。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 武曉峰，高曉杰.中國高等教育學會實驗室管理工作分會系列專題報告.高校實驗室建設發展報告[Z].清華大學出版社，2014.

[2] 張洋.借鑒國外經驗改進實驗教學[J].實驗室研究與探索，2002（12）：37-38.

[3] 吳宿慧，白莉.實驗報告與科技論文寫作的區別與聯系[J].中國校外教育（下旬），2014（9）：84.

[4] 馬銘杰.確保實驗報告質量是提高教學效果的重要舉措[J].實驗室研究與探索，2004（11）：64-66.

[5] 謝昆，陳書鴻，饒通德，祁俊生.論新培養模式下的基礎化學實驗考試改革[J].重慶三峽學院學報，2013（3）：115-116.

[6] 葉向群，陳豐秋.美國威斯康星大學麥迪遜分校化工實驗課程教學[J].實驗技術與管理，2014（11）：212-214.

[7] 張銳波.培養學生創新能力的物理實驗考試模式[J].實驗室研究與探索，2012（2）：88-90.

[責任編輯：陳 明]